速生生物质半纤维素及木质素组分转化为化学品研究
发布时间：2023-02-23 10:59
随着生物质精炼技术的发展,木质纤维原料全组分高值分级利用受到广泛关注。本论文针对速生生物质预处理过程中伴生的半纤维素和木质素副产物的高值转化进行了初步研究。通过将半纤维素和木质素副产物转化为低聚木糖、酚类单体等化学品或木质素基材料的方式,实现预处理过程中伴生副产物的高值转化。预水解液作为生物质预处理过程中的副产物,主要含有聚糖、低聚糖以及单糖等各种半纤维素降解产物,可通过进一步酸解或酶解将其降解为单糖或低聚木糖等益生元化学品来实现半纤维素的高值利用。除半纤维素外,木质素作为生物质预处理过程中伴生的副产物,其β-O-4骨架结构在处理过程中发生不可逆转的“断键-缩合”反应,形成缩合严重和反应活性低的工业木质素。将工业木质素转化为离子交换树脂,或者基于木质素优先策略,将生物质原料中的木质素优先催化转化为酚类单体化学品,不仅实现木质素的高值转化,而且符合生物质精炼理念。对生物质原料进行水热预处理得到预水解液,通过调控反应温度和时间实现预水解液中产物以低聚木糖为主。结果表明,水热温度为180℃下反应0.5 h,预水解液中低聚木糖产率最高达61.69 g/kg。对反应后的固体残渣通过碱乙醇处理提取...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 木质纤维生物质概述
1.3 工业木质素分离
1.3.1 硫酸盐木质素
1.3.2 木质素磺酸盐
1.3.3 碱木质素
1.3.4 有机溶剂木质素
1.3.5 其它木质素分离法
1.4 木质素改性及其应用
1.4.1 木质素改性
1.4.2 木质素基吸附材料
1.5 木质素的催化降解
1.5.1 木质纤维原料中木质素的催化降解
1.5.2 木质纤维素全组分的催化降解
1.6 预水解液组分分离及其应用
1.6.1 预水解液组分分离
1.6.2 预水解液应用
1.7 选题的目的、意义及研究内容
2 水热耦合碱乙醇处理小麦秸秆中半纤维素转化及木质素结构研究
2.1 引言
2.2 实验原料和方法
2.2.1 原料
2.2.2 水热预处理和木质素的分离
2.2.3 水热液体中产物测定
2.2.4 固体残渣的测定
2.2.5 分离木质素的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 水热液体中产物分析
2.3.2 水热-碱乙醇协同处理对纤维素酶解效率的影响
2.3.3 分离木质素分析
2.4 本章小结
3 杨木预水解液酸解和酶解法分离及制备低聚木糖和单糖
3.1 水热酸水解法用于预水解液中木质素和木糖的分离
3.1.1 引言
3.1.2 实验原料和方法
3.1.3 结果与讨论
3.1.4 小结
3.2 酸解和酶解法用于预水解液制备低聚木糖和单糖
3.2.1 引言
3.2.2 实验原料和方法
3.2.3 结果与讨论
3.2.4 小结
4 Pd/C和 FeCl3分级催化桉木各组分分离及转化
4.1 引言
4.2 实验原料和方法
4.2.1 实验原料
4.2.2 催化降解过程
4.2.3 木质素降解产物分析以及表征
4.2.4 碳水化合物组分分析以及表征
4.2.5 碳水化合物转化为乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛
4.2.6 乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 木质素催化转化为酚类单体
4.3.2 碳水化合物催化转化为乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛
4.3.3 物料平衡分析
4.4 本章小结
5 玉米芯碱木质素基阳离子交换树脂对Pb(II)的吸附性能研究
5.1 引言
5.2 实验原料和方法
5.2.1 实验原料
5.2.2 木质素的酚化和磺化
5.2.3 木质素基离子交换树脂的制备
5.2.4 分析方法
5.2.5 吸附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 一锅法制备木质素基离子交换树脂
5.3.2 木质素的酚化和磺化
5.3.3 木质素基离子交换树脂的元素分析
5.3.4 木质素基离子交换树脂的性能分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 论文创新点
6.3 对今后研究工作的建议
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
本文编号：3748401
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 木质纤维生物质概述
1.3 工业木质素分离
1.3.1 硫酸盐木质素
1.3.2 木质素磺酸盐
1.3.3 碱木质素
1.3.4 有机溶剂木质素
1.3.5 其它木质素分离法
1.4 木质素改性及其应用
1.4.1 木质素改性
1.4.2 木质素基吸附材料
1.5 木质素的催化降解
1.5.1 木质纤维原料中木质素的催化降解
1.5.2 木质纤维素全组分的催化降解
1.6 预水解液组分分离及其应用
1.6.1 预水解液组分分离
1.6.2 预水解液应用
1.7 选题的目的、意义及研究内容
2 水热耦合碱乙醇处理小麦秸秆中半纤维素转化及木质素结构研究
2.1 引言
2.2 实验原料和方法
2.2.1 原料
2.2.2 水热预处理和木质素的分离
2.2.3 水热液体中产物测定
2.2.4 固体残渣的测定
2.2.5 分离木质素的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 水热液体中产物分析
2.3.2 水热-碱乙醇协同处理对纤维素酶解效率的影响
2.3.3 分离木质素分析
2.4 本章小结
3 杨木预水解液酸解和酶解法分离及制备低聚木糖和单糖
3.1 水热酸水解法用于预水解液中木质素和木糖的分离
3.1.1 引言
3.1.2 实验原料和方法
3.1.3 结果与讨论
3.1.4 小结
3.2 酸解和酶解法用于预水解液制备低聚木糖和单糖
3.2.1 引言
3.2.2 实验原料和方法
3.2.3 结果与讨论
3.2.4 小结
4 Pd/C和 FeCl3分级催化桉木各组分分离及转化
4.1 引言
4.2 实验原料和方法
4.2.1 实验原料
4.2.2 催化降解过程
4.2.3 木质素降解产物分析以及表征
4.2.4 碳水化合物组分分析以及表征
4.2.5 碳水化合物转化为乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛
4.2.6 乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 木质素催化转化为酚类单体
4.3.2 碳水化合物催化转化为乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛
4.3.3 物料平衡分析
4.4 本章小结
5 玉米芯碱木质素基阳离子交换树脂对Pb(II)的吸附性能研究
5.1 引言
5.2 实验原料和方法
5.2.1 实验原料
5.2.2 木质素的酚化和磺化
5.2.3 木质素基离子交换树脂的制备
5.2.4 分析方法
5.2.5 吸附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 一锅法制备木质素基离子交换树脂
5.3.2 木质素的酚化和磺化
5.3.3 木质素基离子交换树脂的元素分析
5.3.4 木质素基离子交换树脂的性能分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 论文创新点
6.3 对今后研究工作的建议
参考文献
个人简介
导师简介
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致谢
本文编号：3748401
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